2012屆高考物理第一輪電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)學(xué)案

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
第九章 電磁感應(yīng)
1、電磁感應(yīng)屬于每年重點(diǎn)考查的內(nèi)容之一,試題綜合程度高,難度較大。
2、本章的重點(diǎn)是:電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件、磁通量、應(yīng)用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電流的方向、感生、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算。公式E=Blv的應(yīng)用,平動(dòng)切割、轉(zhuǎn)動(dòng)切割、單桿切割和雙桿切割,常與力、電綜合考查,要求能力較高。圖象問題是本章的一大熱點(diǎn),主要涉及ф-t圖、B-t圖、和I-t圖的相互轉(zhuǎn)換,考查楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的靈活應(yīng)用。
3、近幾年高考對(duì)本單元的考查,命題頻率較高的是感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件和方向的判定,導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算,電磁感應(yīng)現(xiàn)象與磁場(chǎng)、電路、力學(xué)等知識(shí)的綜合題,以及電磁感應(yīng)與實(shí)際相結(jié)合的問題,如錄音機(jī)、話筒、繼電器、日光燈的工作原理等.
第一課時(shí) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律
【要求】
1、通過探究得出感應(yīng)電流與磁通量變化的關(guān)系,并會(huì)敘述楞次定律的內(nèi)容。
2、通過實(shí)驗(yàn)過程的回放分析,體會(huì)楞次定律內(nèi)容中“阻礙”二字的含義,感受“磁通量變化”的方式和途徑,并用來分析一些實(shí)際問題。
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象—感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
1、內(nèi)容:只要通過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生.
2、條件: ①____________; ②____________.
二、感應(yīng)電流方向——楞次定律
1、感應(yīng)電流方向的判定:方法一:右手定則 ; 方法二:楞次定律。
2、楞次定律的內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
3、掌握楞次定律,具體從下面四個(gè)層次去理解:
①誰阻礙誰——感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁場(chǎng)的磁通量.
②阻礙什么——阻礙的是穿過回路的磁通量的變化,而不是磁通量本身.
③如何阻礙——原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反;當(dāng)原磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即“增反減同”.
④阻礙的結(jié)果——阻礙并不是阻止,結(jié)果是增加的還增加,減少的還減少.
知識(shí)點(diǎn)一磁通量及磁通量的變化
磁通量變化△ф=ф2-ф1,一般存在以下幾種情形:
①投影面積不變,磁感強(qiáng)度變化,即△ф=△B?S;
②磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,投影面積發(fā)生變化,即△ф=B?△S。其中投影面積的變化又有兩種形式:
A.處在磁場(chǎng)的閉合回路面積發(fā)生變化,引起磁通量變化;
B.閉合回路面積不變,但與磁場(chǎng)方向的夾角發(fā)生變化,從而引起投影面積變化.
③磁感應(yīng)強(qiáng)度和投影面積均發(fā)生變化,這種情況少見。此時(shí),△ф=B2S2-B1S1;注意不能簡(jiǎn)單認(rèn)為△ф=△B?△S。
【應(yīng)用1】如圖所示,平面M的面積為S,垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,求水平面M由此位置出發(fā)繞與B垂直的軸轉(zhuǎn)過60°和轉(zhuǎn)過180°時(shí)磁通量的變化量。
導(dǎo)示:初位置時(shí)穿過M的磁通量為:ф1=B?S;
當(dāng)平面M轉(zhuǎn)過60°后,磁感線仍由下向上穿過平面,且θ=60°所以ф2=B?S cos 60°=BS/2。
當(dāng)平面轉(zhuǎn)過180°時(shí),原平面的“上面”變?yōu)椤跋旅妗,而“下面”則成了“上面”,所以對(duì)平面M來說,磁感線穿進(jìn)、穿出的順序剛好顛倒,為了區(qū)別起見,我們規(guī)定M位于起始位置時(shí)其磁通量為正值,則此時(shí)其磁通量為負(fù)值,即:ф3=-BS
由上述得,平面M轉(zhuǎn)過60°時(shí)其磁通量變化為:
△ф1=│ф2-ф1│=BS/2
平面M轉(zhuǎn)過180°時(shí)其磁通量變化為:
△ф2=│ф3-ф1│=2BS。
1、必須明確S的物理意義。
2、必須明確初始狀態(tài)的磁通量及其正負(fù)(一定要注意在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,磁感線相對(duì)于面的穿入方向是否發(fā)生變化)。
3、注意磁通量與線圈匝數(shù)無關(guān)。
知識(shí)點(diǎn)二安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較
(1)應(yīng)用現(xiàn)象
(2)應(yīng)用區(qū)別:關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系
①因電而生磁(I→B) →安培定則
②因動(dòng)而生電(v、B→I安)→右手定則
③因電而受力(I、B→F安)→左手定則
【應(yīng)用2】如圖所示,兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上,線圈的繞向在圖中已經(jīng)表示.左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N,導(dǎo)軌電阻不計(jì),在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab,金屬棒處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列說法中正確的是 ( )
A.當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn),c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)
B.當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),c點(diǎn)與d點(diǎn)為等電勢(shì)
C.當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)
D.當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)
導(dǎo)示:選擇BD。在圖中ab棒和右線圈相當(dāng)于電源。當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)右手定則,可以判斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),此時(shí)通過右線圈在磁通量沒有變化,所以,右線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,c點(diǎn)與d點(diǎn)為等電勢(shì)。
當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),此時(shí)通過右線圈在磁通量逐漸增大,根據(jù)楞次定律可以判定d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)。
類型一探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
【例1】如圖,在通電直導(dǎo)線A、B周圍有一個(gè)矩形線圈abcd,要使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,你認(rèn)為有哪些方法?
導(dǎo)示: 當(dāng)AB中電流大小、方向發(fā)生變化、abcd線圈左右、上下平移、或者繞其中某一邊轉(zhuǎn)動(dòng)等都可以使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
類型二感應(yīng)電流方向的判定
判定感應(yīng)電流方向的步驟:
①首先明確引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)方向.
②確定原磁場(chǎng)的磁通量是如何變化的.
③根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向——“增反減同”.
④利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向.
【例2】如圖所示,導(dǎo)線框abcd與導(dǎo)線在同一平面內(nèi),直導(dǎo)線通有恒定電流I,當(dāng)線圈由左向右勻速通過直導(dǎo)線時(shí),線圈中感應(yīng)電流的方向是( )
A.先abcd后dcba,再abcd
B.先abcd,后dcba
C.始終dcba
D.先dcba,后abcd,再dcba
導(dǎo)示:選擇D。當(dāng)線圈由左向右勻速通過直導(dǎo)線時(shí),穿過線圈的磁通量先向外增大,當(dāng)導(dǎo)線位于線圈中間時(shí)磁通量減小為O;然后磁通量先向里增大,最后又減小到O。
類型三楞次定律推論的應(yīng)用
楞次定律的“阻礙”含義,可以推廣為下列三種表達(dá)方式:
①阻礙原磁通量(原電流)變化.(線圈的擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì))—“增反減同”
②阻礙(磁體的)相對(duì)運(yùn)動(dòng),(由磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起感應(yīng)電流).—“來推去拉”
③從能量守恒角度分析:能量的轉(zhuǎn)化是通過做功來量度的,這一點(diǎn)正是楞次定律的根據(jù)所在,楞次定律是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)。
【例3】如圖所示,光滑固定導(dǎo)體M、N水平放置,兩根導(dǎo)體捧P、Q平行放于導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路.當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)( )
A、P、Q將互相靠攏
B、P、Q將互相遠(yuǎn)離
C、磁鐵的加速度仍為g
D、磁鐵的加速度小于g
導(dǎo)示: 方法一:設(shè)磁鐵下端為N極,如圖所示,根據(jù)楞次定律可判斷P、Q中的感應(yīng)電流方向。根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向。可見P、Q將互相靠攏。由于回路所受安培力的合力向下,由牛頓第三定律,磁鐵將受到反作用力,從而加速度小于g。當(dāng)磁鐵下端為S極時(shí),根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)果。所以,本題應(yīng)選A、D。
方法二:根據(jù)楞次定律知:“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙原磁通量的變化”,為阻礙原磁通量的增加,P、Q只有互相靠攏來縮小回路面積,故A正確,B錯(cuò)。楞次定律可以理解為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),可把PQMN回路等看為一個(gè)柱形磁鐵,為了阻礙磁鐵向下運(yùn)動(dòng),等效磁鐵的上面必產(chǎn)生一個(gè)同名磁極來阻礙磁鐵的下落,故磁鐵的加速度必小于g,故C錯(cuò)D正確。
1、如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的用來測(cè)量風(fēng)速的裝置。請(qǐng)解釋這個(gè)裝置是怎樣工作的。
2、已知一靈敏電流計(jì),當(dāng)電流從正接線柱流入時(shí),指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn),現(xiàn)把它與線圈串聯(lián)接成圖示電路,當(dāng)條形磁鐵按如圖所示情況運(yùn)動(dòng)時(shí),以下判斷正確的是( )
A.甲圖中電流表偏轉(zhuǎn)方向向右
B.乙圖中磁鐵下方的極性是N極
C.丙圖中磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向向下
D.丁圖中線圈的繞制方向與前面三個(gè)相反
3、(贛榆縣教研室2008年期末調(diào)研)如甲圖所示,
光滑的水平桌面上固定著一根絕緣的長(zhǎng)直導(dǎo)線,可以自由移動(dòng)的矩形導(dǎo)線框abcd靠近長(zhǎng)直導(dǎo)線放在桌面上。當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流按乙圖所示的規(guī)律變化時(shí)(甲圖中電流所示的方向?yàn)檎较颍,則()
A.在t2時(shí)刻,線框內(nèi)沒有電流,線框不受力
B.t1到t2時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda
C.t1到t2時(shí)間內(nèi),線框向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
D.t1到t2時(shí)間內(nèi),線框受到磁場(chǎng)力對(duì)其做負(fù)功
答案:1.略 2.ABD 3.BD


本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaosan/67405.html

相關(guān)閱讀:2015年高考霸氣勵(lì)志標(biāo)語